級聯(lián)多電平逆變器空間矢量調(diào)制技術(shù)的研究.pdf

1、多電平逆變器在大容量、高壓場合得到了廣泛的應(yīng)用，采用多電平變換技術(shù)可以顯著提高逆變器輸出電壓的質(zhì)量指標(biāo)。在多電平逆變器的多種控制策略中，空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)算法具有調(diào)制比大、能夠優(yōu)化輸出電壓波形、易于數(shù)字實現(xiàn)、母線電壓利用率高等優(yōu)點，成為人們關(guān)注的熱點。
　　 本文首先介紹當(dāng)前主要的多電平逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和PWM調(diào)制技術(shù)。重點闡述了級聯(lián)式多電平逆變器的結(jié)構(gòu)特征和工作原理；討論了級聯(lián)型多電平逆變器現(xiàn)有的控制方式，主要包括

2、載波調(diào)制法和空間矢量調(diào)制法，分析了這幾類PWM控制方法的基本原理及各自特點。重點研究了級聯(lián)式多電平逆變器的SVPWM調(diào)制技術(shù)，給出了SVPWM算法的步驟，論述了給定空間電壓矢量落入的每個小三角的各個矢量時間的計算方法。
　　 其次，以2級5電平逆變器作為研究對象，著重分析了空間矢量調(diào)制技術(shù)在多電平逆變器上的應(yīng)用。在α-β平面上，提出了特征網(wǎng)絡(luò)和特征四邊形的概念，采用基本切換沿特征網(wǎng)絡(luò)遍歷扇區(qū)的每個頂點。由于特征四邊形的封閉性以及

3、特征四邊形之間的切換關(guān)系，發(fā)現(xiàn)了隨著參考電壓軌跡的半徑所在的范圍不同，特征網(wǎng)絡(luò)具有兩種不同的形狀，并分別給出了開關(guān)切換次數(shù)的計算方法。在這兩種特征網(wǎng)絡(luò)中，以特征四邊形為基礎(chǔ)分析了總開關(guān)次數(shù)最小的切換路徑，提出了優(yōu)化開關(guān)頻率的空間矢量調(diào)制算法。采用Matlab對該算法進(jìn)行了仿真驗證，并與同相層疊正弦調(diào)制算法的仿真結(jié)果進(jìn)行了比較，該算法開關(guān)切換次數(shù)降低到37％。
　　 最后，建立了2級5電平級聯(lián)型逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實驗平臺，并在實驗平臺